JPH0517101A - オゾナイザ及びオゾン供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高価なガラスやセラミックスを用いることな
く、オゾナイザを構成できるようにする。 【構成】 ＰＴＦＥ等の柔軟な絶縁樹脂からなるチュー
ブ１Ａ，１Ｂを誘電体として用いる。チューブ１Ａ，１
Ｂの外周面を覆うように誘導電極３を形成し、チューブ
の内側に放電電極４を挿入して、放電電極４をチューブ
を介して誘導電極３と対向させる。絶縁樹脂からなる継
手２にチューブ１Ａ，１Ｂと電線５とを接続し、電線５
を放電電極４に電気的に接続する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、原料ガス中の酸素を高
周波放電によりオゾン化してオゾンを発生させるオゾナ
イザ、及び該オゾナイザを用いて発生させたオゾンを含
むガスをオゾンの使用場所に供給するオゾン供給装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】オゾナイザは、誘電体からなる管と、該
管の外周面を覆うように形成された誘導電極と、該管の
内側に設けられて管を介して誘導電極に対向させられた
放電電極とにより構成される。このオゾナイザでは、放
電電極と誘導電極との間に高周波の高電圧が印加され、
これにより放電電極に沿って放電が生じさせられる。管
内には酸素を含む原料ガス（通常は空気）が供給され、
該原料ガス中の酸素が放電によりオゾン化される。

【０００３】オゾナイザで用いる管としては、耐オゾン
性と耐アーク性とを有する上に、充分に大きな誘電率を
有するものを用いる必要があるが、従来のオゾナイザで
はもっぱら高価なガラスまたはセラミックスからなる管
が用いられていた。

【０００４】最近、殺菌処理、防腐処理、脱臭処理、浄
水設備における脱色処理等の種々の用途にオゾンが使用
されるようになっているが、従来はコンプレッサやボン
ベ等の原料ガス供給源側にオゾナイザを配置し、該オゾ
ナイザにより発生させたオゾンを含むガスを、ポリテト
ラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等の耐オゾン性が高い
材料からなる管を搬送手段として用いたガス搬送路を通
して、オゾンの使用場所まで搬送するようにしていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来のオゾナイザは、
高価なガラスやセラミックスからなる管を誘電体として
使用していたため、そのコストが高くなるのを避けられ
なかった。

【０００６】また従来はオゾナイザでは、誘導電極及び
放電電極を設ける管が硬質の材料からなっていたため、
その形状が直線状の細長い形状に限定され、その形状を
配設箇所のスペースに応じて適宜に変更することが困難
であった。

【０００７】更に従来のオゾン供給装置では、原料ガス
の供給源付近に配置したオゾナイザにより発生させたオ
ゾンガスを、ガス搬送路を通してオゾンの使用場所まで
搬送していたため、搬送路の長さが長い場合にせっかく
発生させたオゾンが減衰し、使用場所に所定の濃度のオ
ゾンを供給できないという問題があった。

【０００８】本発明の目的は、高価なガラスやセラミッ
クスを用いることなく、オゾンを発生させることができ
るようにしたオゾナイザを提供することにある。

【０００９】本発明の他の目的は、誘導電極と放電電極
とを形成する管の形状に多様性を持たせることができる
ようにして、配設箇所のスペースに多様に適応できるよ
うにしたオゾナイザを提供することにある。

【００１０】本発明の他の目的は、ガスの搬送路の長さ
が長い場合でも、充分に濃度が高いオゾンを供給できる
ようにしたオゾン発生装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明のオゾナイザは、
誘電体からなる管状体と、該管状体の外周面を覆うよう
に設けられた誘導電極と、管状体の内側に挿入されて該
管状体を介して誘導電極に対向させられた放電電極と、
誘導電極と放電電極との間に高周波の高電圧を印加する
電源とを備えて、放電電極に沿って放電を生じさせるこ
とにより、管状体内に供給した原料ガス中に含まれる酸
素をオゾン化するオゾナイザに係わるもので、本発明に
おいては、上記管状体が、柔軟性を有する合成樹脂製の
チューブからなっている。

【００１２】本発明のオゾナイザはまた、絶縁樹脂製の
継手と、柔軟性を有する絶縁樹脂からなっていて、上記
継手に接続されたチューブと、チューブの外周面の一部
を覆うように形成された誘導電極と、誘導電極が形成さ
れたチューブの内側に挿入されて誘導電極にチューブを
介して対向させられた放電電極と、上記継手に接続され
て放電電極に電気的に接続された電線とにより構成でき
る。

【００１３】本発明に係わるオゾン供給装置では、酸素
を含む原料ガスを供給するガス供給源とオゾンガスの供
給箇所との間をつなぐガス搬送路のガス搬送手段として
柔軟性を有する絶縁樹脂からなるチューブを用い、該チ
ューブ自体をオゾナイザの誘電体として利用する。この
場合誘導電極は該チューブの外周面の一部を覆うように
設け、放電電極はチューブ内に挿入して該チューブを介
して誘導電極に対向させる。

【００１４】この場合、柔軟性を有する絶縁樹脂からな
る複数のチューブを絶縁樹脂製の継手を介して接続した
ものによりガス搬送路を構成し、オゾナイザの誘導電極
は、継手の近傍でチューブの外周面の一部を覆うように
形成するとよい。また放電電極は、チューブ内に挿入し
て該チューブを介して誘導電極に対向させればよい。放
電電極を高周波高圧電源に接続するための絶縁被覆電線
は継手に接続して、その芯線を放電電極に接続すればよ
い。

【００１５】上記チューブを形成する材料としては、オ
ゾナイザの誘電体として必要な大きさの誘電率を有し、
かつ耐オゾン性、耐アーク性及び耐熱性を有する絶縁樹
脂を用いる必要があるが、このような絶縁樹脂としては
例えばＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ等が好適である。

【００１６】また放電電極と絶縁被覆電線との接続部の
絶縁構造を簡単にするため、継手も耐オゾン性を有する
絶縁材料、例えばポリテトラフルオロエチレンからなっ
ていることが好ましい。

【００１７】

【作用】上記のように、誘導電極と放電電極とを設ける
管として柔軟性を有する樹脂からなるチューブを用いる
と、高価なガラスやセラミックスを用いる場合に比べて
コストの低減を図ることができる。また管が柔軟性を有
するため、配設箇所のスペース等に応じてオゾナイザの
形状に多様性を持たせることができる。

【００１８】従来オゾンを使用場所まで搬送する搬送路
を構成するチューブとしては、耐オゾン性の点から、一
般にＰＴＦＥが用いられている。このＰＴＦＥは耐オゾ
ン性が高いだけでなく、５０Ｈz 〜１０⁶ Ｈz の周波数
範囲でオゾナイザ用の誘電体として十分な大きさの誘電
率（＜２．１）を有している。従って上記のチューブと
しては、従来オゾンを搬送するために用いられているチ
ューブ自体を用いることができる。

【００１９】このように、本発明によると、オゾンを搬
送するために用いるチューブ自体を誘電体として利用し
てオゾナイザを構成できるため、オゾナイザを簡単に構
成することができる。

【００２０】また上記のように、チューブを絶縁材料か
らなる継手により接続して、該継手を通して放電電極に
給電するようにすると、放電電極への給電部の絶縁構造
を簡単にすることができる。

【００２１】更に上記のようにガス搬送路を、継手によ
り接続された複数のチューブで構成して、継手の近傍で
チューブの外周に誘導電極を形成し、該チューブ内に放
電電極を挿入する構造にすると、ガス搬送路の途中にオ
ゾナイザを簡単に構成することができるため、コストを
上昇させること無く、ガス搬送路の途中に複数のオゾナ
イザを形成して、搬送途中でのオゾンの減衰を補償する
ことができ、オゾンの使用場所に十分な濃度のオゾンを
供給することができる。

【００２２】

【実施例】図１及び図２は本発明のオゾナイザの実施例
を示したもので、これらの図において１Ａ，１ＢはＰＴ
ＦＥからなる２本のチューブ、２は同じくＰＴＦＥから
なるＴ字形の３方継手である。

【００２３】継手２は互いに反対方向に開口した第１及
び第２のポート２０１及び２０２と、両ポート２０１及
び２０２に対して９０度をなす方向に開口した第３のポ
ート２０３とを一体に有している。これらのポート２０
１ないし２０３の外周には、開口部側に向って径が小さ
くなる向きのテーパがつけられるとともにネジ２０４な
いし２０６が設けられ、ネジ２０４ないし２０６にそれ
ぞれナット２０７ないし２０９が螺合されている。

【００２４】チューブ１Ａ及び１Ｂはそれぞれの端部が
継手２の第１のポート２０１及び第２のポート２０２内
に挿入され、ナット２０７及び２０８の締め付けにより
ポート２０１及び２０２の内径が縮小されて、チューブ
１Ａ及び１Ｂが継手２に気密に接続されている。

【００２５】チューブ１Ａ及び１Ｂの継手２寄りの部分
の外周には、それぞれの外周面を覆うように誘導電極３
が形成されている。この誘導電極３はアルミ箔等の導電
箔をそれぞれのチューブに巻き付けることにより形成し
ても良く、またそれぞれのチューブの外周面に導電塗料
を塗布することにより形成しても良い。誘導電極３を導
電箔により形成する場合には、その片面に接着剤が塗布
されているものを用いると誘導電極の形成を簡単にする
ことができる。尚ＰＴＦＥはそのままでは塗料が付着し
にくい性質を有しているが、その表面に化学処理を施し
て粗面を形成することにより塗装を可能にすることがで
きる。

【００２６】チューブ１Ａ及び１Ｂ内には放電電極４が
挿入され、該放電電極はチューブ１Ａ，１Ｂを介して誘
導電極３に対向させられている。放電電極４は、チュー
ブ１Ａ，１Ｂの内周面に線接触するものが好ましいが、
図示の例では、この放電電極４が、導電性を有するコイ
ルスプリングからなっている。

【００２７】継手２の第３のポート２０３には絶縁被覆
電線５が挿入され、ナット２０９の締め付けにより該絶
縁被覆電線５が第３のポート２０３に気密に接続されて
いる。

【００２８】尚電線５の外径が継手のポート２０３の内
径よりも相当に小さい場合には、電線５を直接ポート２
０３に挿入したのではナット２０９の締め付けにより電
線をポートに気密に接続することができない。このよう
な場合には、図示のように電線５の外周に他のチューブ
６を被せて、該チューブ６を介して電線５をポート２０
３に挿入するようにすればよい。

【００２９】絶縁被覆電線５の芯線５ａの一端は、継手
２内で圧着端子７を介して放電電極４，４の端部に電気
的に接続されている。この電線５の芯線の他端は、高周
波の高電圧を発生する電源８の非接地側の端子に接続さ
れている。

【００３０】また誘導電極３には半田付け等により電線
９の一端が接続され、この電線９の他端は電源８の接地
側の端子に接続されている。

【００３１】上記実施例では、チューブ１Ａ，１Ｂと継
手２と、誘導電極３と、放電電極４と、電線５及び９と
によりのオゾナイザが構成されている。このオゾナイザ
を組み立てるには、先ずチューブ１Ａ，１Ｂの外周に導
電箔を巻き付けるかまたは導電塗料を塗布することによ
り放電電極３を形成する。次に継手２のポート２０１，
２０２内に放電電極４，４の端部を挿入してそれぞれの
端部をポート２０３の開口部から導出し、両放電電極
４，４の端部を圧着端子７により電線５の芯線５ａの一
端に接続する。次いで放電電極４，４をチューブ１Ａ，
１Ｂ内に挿入して、チューブ１Ａ，１Ｂをそれぞれ継手
２のポート２０１，２０２に接続し、電線５をポート２
０３に接続する。

【００３２】上記のオゾナイザの誘導電極３と放電電極
４との間に高周波高電圧を印加すると、放電電極４の線
状部に沿って無声放電が発生する。この放電を生じさせ
た状態でチューブ１Ａ，１Ｂ内に原料ガス（通常は空気
または酸素）を供給すると、原料ガス中の酸素分子が放
電に触れて酸素原子になり、この酸素原子が酸素分子と
反応してオゾンが発生する。

【００３３】上記チューブ１Ａ，１Ｂとしては、厚さが
１mm程度の規格品のチューブを用いることができる。規
格品のチューブに対しては規格の継手が用意されている
ため、オゾナイザのコストを安くすることができる。

【００３４】また高周波交流電源としては、周波数が１
０ＫＨｚ、ピーク間電圧値が７ＫＶ程度のものを用いる
のが好ましい。尚電源の周波数は１０ＫＨｚよりも高く
てもよいが、チューブの発熱を低くおさえるためには、
１０ＫＨｚ以下のほうが好ましい。

【００３５】厚さ１mmのＰＴＦＥチューブを用いて、該
チューブの外周にアルミ箔を巻き付けることにより誘導
電極３を形成し、該チューブ内にステンレス鋼の線材か
らなるコイルスプリング（直線状に延ばした状態での全
長が２００mmのもの）を挿入することにより放電電極４
を構成して、誘導電極３と放電電極４との間に１０ＫＨ
ｚ，ｐ−ｐ７ＫＶの高周波高電圧を印加したところ、空
気を原料ガスとして、１ｇｒ／ｈｒの割合でオゾンを発
生させることができた。これは従来のオゾナイザを用い
た場合と同等の性能である。これにより、誘電体として
高価なガラスやセラミックスを用いなくても、十分な性
能を有するオゾナイザを構成できることが明らかになっ
た。

【００３６】上記の実施例において、放電電極４を、チ
ューブの内周に接する外径寸法を有するコイルの形状を
記憶した形状記憶合金により形成して、該放電電極４を
延ばした状態でチューブ内に挿入した後に、該放電電極
に熱を加えることにより、チューブの内周に接するコイ
ルの形状を復元させるようにすると、放電電極４の挿入
を容易にすることができるだけでなく、放電電極４がチ
ューブ内に挿された状態で変形するのを防ぐことができ
る。

【００３７】上記の実施例のように、放電電極４をコイ
ル状に形成すると、該放電電極４をチューブとともに容
易に曲げることができるため、オゾナイザの形状に多様
性を持たせる上で有利である。しかし本発明において放
電電極４の形状は必ずしもコイル状でなくても良く、放
電を生じる線状の電極部を有する形状であればよい。例
えば図３（Ａ）ないし（Ｃ）に示したように薄い導電板
を捩じったものを用いてもよい。

【００３８】上記の実施例では、継手２に接続されたチ
ューブ１Ａ，１Ｂの双方に誘導電極と放電電極とを設け
てオゾナイザを構成しているが、片側のチューブにのみ
誘導電極と放電電極とを設けてオゾナイザを構成するよ
うにしてもよい。片側のチューブのみにオゾナイザを構
成する場合には、継手２の１つのポートに直接原料ガス
供給源を接続することもできる。

【００３９】上記の実施例において、誘導電極３に電線
９を直接接続することができない場合には、誘導電極３
に導電性のバンドを巻き付けて、該バンドに電線９を接
続するようにすればよい。従って誘導電極３を形成する
材料は、はんだ付けやろう付けが可能な材料に限定され
ない。

【００４０】図４は、上記オゾナイザを用いたオゾン供
給装置の構成例を示したもので、同図において１０は原
料ガス供給源としてのコンプレッサ、１１はコンプレッ
サ１０から供給される原料ガスを嵌装させるドライヤー
である。ドライヤー１１の出口側は複数のＰＴＦＥ製の
チューブ１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，…をガス搬送手段としたガ
ス搬送路１２の一端に接続され、ガス搬送路１２の他端
はオゾンの使用場所に導かれている。チューブ１Ａ，１
Ｂ間，１Ｂ，１Ｃ間はそれぞれ継手２により接続され、
各継手２の近傍のチューブの外周面を覆うように誘導電
極３が形成されている。また各誘導電極３が設けられた
チューブの内側に放電電極（図示せず）が挿入され、継
手２に接続された電線５の芯線が該放電電極に電気的に
接続されている。

【００４１】各継手２の両側のチューブと、該チューブ
の外周に形成された誘導電極と該チューブの内側に挿入
された放電電極とにより、オゾナイザＯＺ1 ，ＯＺ2 ，
…が構成されている。各オゾナイザの放電電極と誘導電
極との間には電源８から高周波高電圧が印加されてい
る。

【００４２】図４に示したオゾン供給装置では、原料ガ
スをオゾンの使用場所へ搬送する過程で、繰り返しオゾ
ンを発生させることができるため、高濃度のオゾンを供
給することができる。

【００４３】図４に示した実施例においては、各継手の
両側のチューブに誘導電極と放電電極とを形成してオゾ
ナイザを構成しているが、各継手の片側のチューブにの
み誘導電極と放電電極とを設けるようにしてもよい。

【００４４】既設のオゾン供給装置において、ガス搬送
路がＰＴＦＥチューブにより構成されている場合には、
該チューブを途中で切断して、切断したチューブに誘導
電極と放電電極とを設けるとともにチューブ相互間を継
手により接続して、該継手を介して放電電極に電線を接
続するするだけで、本発明のオゾナイザを構成できる。
従って、既設のオゾン供給装置において、ガス搬送路の
下流側にオゾンの減衰を補償するブースターとして本発
明に係わるオゾナイザを追加することも容易にできる。

【００４５】上記の実施例では、原料ガス供給源として
コンプレッサ（ポンプ）を用いているが、ガスボンベを
原料ガス供給源として用いる場合もある。

【００４６】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、誘導電
極と放電電極とを設ける管として、柔軟性を有する樹脂
からなるチューブを用いるので、高価なガラスやセラミ
ックスを用いる場合に比べてコストの低減を図ることが
できる利点がある。また管が柔軟性を有するため、配設
箇所のスペース等に応じてオゾナイザの形状に多様性を
持たせることができる。

【００４７】また本発明によれば、チューブを絶縁材料
からなる継手により接続して、該継手を通して放電電極
に給電するようにしたので、放電電極への給電部の絶縁
構造を簡単にすることができ、オゾナイザの構造を簡単
にすることができる。

【００４８】更に本発明のオゾン供給装置では、継手に
より接続された複数のチューブによりガス搬送路を構成
して、継手の近傍でチューブの外周に誘導電極を形成
し、該チューブ内に放電電極を挿入する構造にしたの
で、ガス搬送路の途中にオゾナイザを簡単に構成するこ
とができる。従ってコストを上昇させること無く、ガス
搬送路の途中に複数のオゾナイザを設けて、搬送途中で
のオゾンの減衰を補償することができる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の要部を一部断面して示した正
面図である。

【図２】図１の実施例の要部の断面図である。

【図３】（Ａ）ないし（Ｃ）は本発明で用いる放電電極
の変形例を示したもので、（Ａ）は左側面図、（Ｂ）は
正面図、（Ｃ）は右側面図である。

【図４】本発明のオゾン供給装置の実施例を示した概略
構成図である。

【符号の説明】

１Ａ，１Ｂ，１Ｃ…チューブ、２…継手、３…誘導電
極、４…放電電極、５…絶縁被覆電線、８…電源、１０
…コンプレッサ、１１…ドライヤー。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 誘電体からなる管状体と、前記管状体の
   外周面を覆うように設けられた誘導電極と、前記管状体
   の内側に挿入されて該管状体を介して前記誘導電極に対
   向させられた放電電極と、前記誘導電極と放電電極との
   間に高周波の高電圧を印加する電源とを備え、前記放電
   電極に沿って放電を生じさせることにより、前記管状体
   内に供給した原料ガス中に含まれる酸素をオゾン化する
   オゾナイザにおいて、 前記管状体は柔軟性を有する合成樹脂製のチューブから
   なっていることを特徴とするオゾナイザ。
2. 【請求項２】 絶縁樹脂製の継手に柔軟性を有する絶縁
   樹脂からなるチューブと電線とが接続され、 前記チューブの外周面の一部を覆うように誘導電極が形
   成され、 前記誘導電極が形成されたチューブの内側に放電電極が
   挿入されて該放電電極と誘導電極とがチューブを介して
   対向させられ、 前記電線が前記放電電極に電気的に接続されていること
   を特徴とするオゾナイザ。
3. 【請求項３】 前記チューブはポリテトラフルオロエチ
   レンからなっていることを特徴とする請求項１または２
   に記載のオゾナイザ。
4. 【請求項４】 酸素を含む原料ガスを供給するガス供給
   源とオゾンガスの供給箇所との間をつなぐガス搬送路を
   設けて、該ガス搬送路の途中に誘導電極と放電電極とを
   誘電体を介して対向させたオゾナイザを設けてなるオゾ
   ン供給装置において、 前記ガス搬送路のガス搬送手段として柔軟性を有する絶
   縁樹脂からなるチューブが用いられ、 前記誘導電極は前記チューブの外周面の一部を覆うよう
   に設けられ、 前記放電電極は前記チューブ内に挿入されて前記チュー
   ブを介して前記誘導電極に対向させられ、 前記チューブ自体が前記誘電体として用いられているこ
   とを特徴とするオゾン供給装置。
5. 【請求項５】 酸素を含む原料ガスを供給するガス供給
   源に一端が接続され、他端がオゾンガスの供給箇所に至
   るように設けられたガス搬送路の途中に放電電極と誘導
   電極とを誘電体を介して対向させたオゾナイザを設けて
   なるオゾン供給装置において、 前記ガス搬送路は柔軟性を有する絶縁樹脂からなる複数
   のチューブを絶縁樹脂製の継手を介して接続したものか
   らなり、 前記オゾナイザの誘導電極は前記継手の近傍で前記チュ
   ーブの外周面の一部を覆うように設けられ、 前記放電電極は前記チューブ内に挿入されて該チューブ
   を介して前記誘導電極に対向させられ、 前記継手にはまた前記放電電極を高周波高圧電源に接続
   するため絶縁被覆電線が接続されて、該絶縁被覆電線の
   芯線が前記放電電極に接続され、 前記チューブ自体が前記誘電体として用いられているこ
   とを特徴とするオゾン供給装置。
6. 【請求項６】 前記チューブはポリテトラフルオロエチ
   レンからなっている請求項４または５に記載のオゾン供
   給装置。